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物體的物理結構是什麼

發布時間:2022-06-29 20:18:47

❶ 物質的基本結構到底由什麼構成的

物理學的一系列成功的,無疑代表了以還原論理論為其基礎的現代物理學思想的一個勝利。物理學家們試圖把物質還原為最終的構件——輕子、誇克、信使粒子——從而得以瞥見那基本的定律。而正是那基本的定律控制著形成物質的結構和行為的力量,從而能夠解釋宇宙的很多基本特點。

盡管如此,以這種方式追尋某種已被感覺到的終極真理是遠遠不夠的。例如,我們不能用誇克來理解意識、活的細胞,甚至也不能根據誇克理解諸如龍卷風之類的無生命的系統,否則一定會鬧出笑話的。

到目前為止,本章所用的語言在很大程度上並沒有傳達出物理學家心目中的物質結構的概念。當一個物理學家說,質子是由誇克「組成的」時,他的本意並非如此。比如,我們說一個動物是由細胞組成的,或一個圖書館是由書組成的時候,我們的意思是說我們可以拿來一個細胞或一本書,或從那較大的系統那裡隨便拿來什麼東西,進行孤立的研究。但誇克卻不是這樣。就我們所知,不可能真地拆開質子拿出誇克來。

然而,拆開原子現在已成了家常便飯;原子核敲開較難,但在高能的沖擊下也會分裂。這或許意味著用高速粒子轟擊質子或中子,將會把質子或中子粉碎為誇克。然而,實際情況卻不是這么回事。一個極小的高速電子會穿過質子的內部,將其中的一個誇克猛烈地彈開,從而使我們確信質子內部的什麼地方確有誇克。但是,若打擊質子的不是小小的電子,而是一個大錘,即另一個質子,那麼,我們就不會在質子的碎片中看見誇克,而只能看見更多的強子(質子、介子等等)。換言之,誇克從不孤立地出現。大自然似乎只准許誇克以集體的面目出現,出現的時候總是2個2個或3個3個地在一起。

因此,當物理學家說質子是由誇克組成的時,他的意思並不是說這些神秘的誇克可以單獨地顯現出來。他只是指一個描述層面,這一層面比質子層面更基本。管轄誇克的數學法則要比管轄質子的更質朴,更基本。從某種意義上說,質子是合成的,不是基本的;但質子由誇克的合成與圖書館由圖書的合成不是一碼事。

如果將量子因素納入考慮之中時,理解物質的基本結構便更為困難。這是因為,沒有哪種亞原子粒子(不管是誇克還是什麼別的基本粒子)是貨真價實的粒子。實際上,亞原子粒子可能連「東西」都算不上。這就使我們又一次認識到,所謂物質是某某粒子的集合這種描述,實際上必須被看作是由數學所確定的描述層次。物理學家對物質結構的精確描述只能通過抽象的高等數學來進行,而人們只有認識到這一背景,才能明白還原論所說的「由……組成」的真正含義。

海森堡的測不準原理的一個方面,很好地說明了量子因素給研究「什麼是由什麼組成的」這一課題帶來的困難。但這次的二象性,不是波粒之間的二象性,也不是運動與位置的二象性,而是能量與時間之間的二像性。能量與時間這兩個概念處於一種神秘莫測的對立關系之中:你知道了一個就不知道另一個。因而,哪怕在一個很短的時間內觀察一個系統,其能量也有可能發生巨大的起伏。在日常的世界裡,能量總是守恆的,是能量守恆的經典物理學的柱石。但在量子微觀世界裡,能量可能以自發的、不可預測的方式不知從哪裡冒出來或消失在哪裡。

當考慮到愛因斯坦著名的E=mc2的公式時,量子能量的起伏就變成了復雜的結構。愛因斯坦的公式說的是,能量和質量是相等的,或者能量能夠創造物質。這里,我們想討論一下,在沒有外部能量輸入的情況下,物質粒子如何能從量子能量的起伏中被創造出來。海森堡的原理頗像個能量庫。能量可以短期借用,只要迅速歸還就行。借用期越短,可借用的量就越大。

從量子的角度來看,一個電子不僅僅是一個電子。變換能量的花樣在其周圍閃爍著,不知什麼時候突然促成了光子、質子、介子甚至其他電子的出現。總之,亞原子世界的一切都附著在電子上,像是電子穿上了看不見摸不著的、轉瞬即逝轉瞬又來的一件大衣,或者說,像是幽靈一樣的群蜂嗡嗡地圍著中間的蜂巢飛翔,構成了蜂巢的覆蓋物。當兩個電子相互靠近時,它們的覆蓋物也糾纏在一起,於是,相互作用就發生了。所謂的覆蓋物,只不過是將先前被看作是力場的東西加以量子的表達罷了。

我們永遠也不能將電子跟其所帶有的幽靈粒子分離開來。當有人問「什麼是電子」時,我們不能說電子就是那個小粒子;我們必須說電子是不可分離的一整串東西,包括跟它在一起的產生力的幽靈粒子。說到具有內部結構的強子,就更加模糊難辨了。一個質子不知為何總是帶著誇克,而誇克又是由膠子連在一起的。這里也有一種怪圈:力由粒子產生,而被產生的力又產生力……

而對光子這樣的粒子來說,這種怪圈意味著光子可以展現出很多不同的面孔。通過借入能量,它可以暫時變成一個正負電子對,或一個正反質子對。已有人進行了實驗,試圖看到光子是如何變成正負電子對或正反質子對的。但是,人們又一次發現,要想從這種錯綜復雜的變化中分離出來「純」光子是不可能的。

就大多數不穩定而且壽命又極短的粒子來說,已難以說清哪些是「實在的」,哪些是「幽靈」。有一種ψ粒子,在11021秒內就衰變了;而由海森堡原理造成的正負電子對,其壽命也跟ψ粒子差不多。誰能說前者是實在的,後者只是個幽靈呢?

一位叫傑弗里·邱的美國物理學家曾把亞原子世界中的這種閃爍不停的變幻比作一個民主政體。我們不可能抓住一個粒子,說它就是某某實體。我們必須把每一個粒子看成是在一個沒有終結的怪圈中由所有的其他粒子組成的。沒有哪一個粒子比其他任何粒子更基本。

我們將會看到,物質的本性在其量子論方面具有強烈的整體論的味道:物質的不同層面的描述是相互連鎖的,一切東西都是由另外的一切東西組成的,然而一切東西同時又顯示出結構的等級次序。物理學家們就是在這無所不包的整體性中追尋物質的終極分成,追尋終極的、統一的力。

1916年,當愛因斯坦提出廣義相對論時就曾預言,具有大質量物體作加速運動時,可能要產生引力波。當時許多科學家對引力波是否存在表示懷疑。直到物理學家皮拉尼·邦迪等人從理論上證明了引力波的存在,以及有可能被探測到,這才引起了人們研究引力波的興趣。

盡管對引力波的檢測至今還沒有直接證明,但是,科學家們並不懷疑引力波的存在,都在想方設法,使引力波的面目大白於天下。

❷ 為什麼說物理學是研究物質的結構呢

物理學就是研究自然界的物質的結構、物體間的相互作用和物體的運動的最一般的規律的自然科學;物理學是研究光、熱、力、聲、電等物理現象的規律和物質結構的一門科學.
故答案是:物理現象.

❸ 高中物理 知識結構

第一章 力、力矩、平衡

重力大小: G=mg

胡克定律: F=kX

滑動摩擦力: f=μN

互相垂直二個力的合成: F=(F12+F22)1/2

力的正交分解: Fx=Fcosβ Fy=Fsinβ

共點力的平衡條件:F合=0 即 FX=0 Fy=0

力矩: M=FL

轉動平衡條件: M順時針= M逆時針

1. 力的概念:力是物體對物體的作用

2. 施力物體和受力物體:把其中的一個物體稱作施力物體,另外一個物體稱作受力物體。有時雖然不特別指明施力物體和受力物體,但是施力物體和受力物體是存在的。

3. 力的三要素:力的大小、方向和作用點。

4. 力的測量工具:測力計(彈簧秤)

5. 力的單位:牛頓(N)

6. 力的圖示:用一根帶箭頭的線段把力的大小、方向和作用點都表示出來的方法。

7. 力的示意圖:在分析物體的受力情況時,只需要在圖中畫出力的方向,不畫大小,表示物體在這個方向上受到了力。

8. 力的作用效果(1)使受力物體發生形變(形狀和體積的變化)(2)使受力物體的運動狀態發生變化(速度的大小和方向變化)

9. 力名稱的分類:(1)按力的性質分 重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力等,(2)按效果分 壓力、支持力、動力、阻力、回復力、向心力等, (3) 按研究對象可分為 內力、外力。

10. 重力的產生原因:由於地球的吸引而使物體受到的力, 但它不是引力,不能說重力是地球的吸引力。

11. 重力大小: G=mg g=9.8m/s2 ≈10 m/s2 g值在地球不同緯度處不同。

12. 在月球上,物體由於月球的吸引而受到相應的重力,到其他星球表面也一樣.

13. 重力方向:豎直向下而非垂直向下(並非嚴格指向地心).

14. 重力作用點:在重心

15. 重心:一個物體的各個部分都受到重力的作用,從效果上看,我們可以認為各部分受到的重力作用集中在一點,這一點叫作物體的重心。

16. 重心位置:物體的重心不一定在物體上,也可能在物體的外部。對質量分布均勻是物體,重心位置只與物體形狀有關,在物體的幾何中心上。重心不是物體上最重的地方,也不是只有重心處才受重力作用。

17. 多質點的重心公式: X = m1 x1 + m2 x2 + m3 x3 /m1 + m2 + m3

Y= m1 y1 + m2 y2 + m3 y3 /m1 + m2 + m3

18. 形變:物體的形狀或體積的改變,叫做形變.

19. 形變種類:形變有拉伸、壓縮、彎曲、扭轉等不同形式。

20. 彈性形變:物體受力發生形變,如果外力停止作用,物體可恢復原狀的形變。

21. 彈力的產生:發生彈性形變的物體,由於要恢復原狀,對與它接觸並阻礙它恢復原狀的物體而產生的力的作用。

22. 彈力產生條件:(1)要直接接觸,(2)要有彈性形變

23. 彈力方向:與物體形變的方向相反。對於線(繩),指向線(繩)的收縮方向。對於面,垂直於面並且指向被壓或被支持的物體.對於物體與平面接觸時,彈力的方向垂直於平面,對於物體與曲面接觸時,彈力的方向垂直於曲面的切面.

24. 胡克定律:在彈性限度內,彈簧伸長的長度與彈簧的形變數成正比。

25. 胡克定律表達式: F=kX K為勁度系數(N/m),由彈簧自身決定 X為形變數

26. 胡克定律另外一種表達式: △F=k△X

27. 補充:一根滑繩若無重,繩中彈力處處同。

28. 摩擦力的產生:當一個物體在另一個物體表面上有相對運動或有相對運動趨勢時,受到一個阻礙它相對運動的力。

29. 摩擦力分類:分為滑動摩擦力、靜摩擦力和最大靜摩擦力。

30. 產生條件: (1) 接觸面粗糙,(2)接觸面上要有擠壓的力,(3)相互接觸的物體有相對運動或有相對運動趨勢

31. 最大靜摩擦力:靜摩擦力達到最大值,叫做最大靜摩擦力。

32. 滑動摩擦力大小: f=μN μ:摩擦因數 N:正壓力(N)

33. 最大靜摩擦力大小: fm略大於μN 一般視為fm≈μN

34. 靜摩擦力大小: 0≤f靜≤fm fm為最大靜摩擦力

35. 摩擦力方向:與物體相對運動方向相反或與物體相對運動趨勢方向相反

36. 動摩擦因數有關因素:μ與壓力大小及接觸面積大小無關,由接觸面材料特性與表面狀況等決定。

37. 合力:一個物體受到幾個力的作用,如果可以求出一個力,這個力所產生的效果根原來幾個力所產生的效果相同,則這個力就叫作那幾個力的合力。

38. 力的合成:求幾個力的合力就叫作力的合成。

39. 合力與分力的關系:等效替代關系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立。

40. 共點力:幾個力如果都作用在物體的同一點,或者它們的作用線相交於一點,這幾個力叫作共點力。

41. 力的平行四邊形定則:用表示兩個共點力的線段為鄰邊作平行四邊形,那麼,合力F的大小和方向就可以用這兩個鄰邊之間的對角線表示出來。

42. 三角形法則:是力的平行四邊形定則的簡化形式。

43. 矢量:既有大小又有方向的物理量。遵守平行四邊形法則。

44. 力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則。

45. 標量:只有大小沒有方向的物理量。

46. 同一直線上力的合成:可沿直線取正方向,用正負號表示力的方向,化成代數運算。(1)同向 F=F1+F2 (2) 反向 F=F1-F2 (F1>F2)

47. 互相垂直二個力的合成: F1⊥F2時: F=(F12+F22)1/2

48. 互成任意角度二個力的合成: F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2

49. 合力大小范圍: |F1-F2|≤F≤|F1+F2|

50. 合力隨夾角(α角)的變化:F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大合力越小。

51. 合力大小的求法:除公式法外,也可用作圖法求解,作圖時要嚴格選擇標度。

52. 多力的合成:採用依次合成法。

53. 分力:一個力作用在物體上,在力的作用效果上,如果可以被幾個力所代替,則這幾個力就都是這個力的分力。

54. 力的合成:求幾個力的合力就叫作力的合成。

55. 力的分解:求一個已知力的分力就叫做力的分解。是力合成的逆運算。

56. 力的正交分解: Fx=Fcosβ Fy=Fsinβ β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx

57. 共點力的平衡狀態:物體在共點力的作用下,保持靜止或勻速直線運動的狀態。

58. 共點力的平衡條件:F合=0 即 FX=0 Fy=0

59. 力的平衡:作用在物體上的幾個力的合力為零的情形。

60. 轉動平衡:一個有固定轉動軸的物體,在力的作用下,如果保持靜止,我們稱這個物體處於轉動平衡狀態。

61. 力臂:指力的作用線到轉動軸(點)的垂直距離。

62. 力矩:力於力臂的之積。 M=FL

63. 轉動平衡條件: M順時針= M逆時針 M的單位為N·m 此處N·m≠J

64. 力矩的平衡:作用在物體上的幾個力的合力矩為零的情形。

65. 處理平衡問題基本方法:(1)正交分解法;(2)矢量作圖法;(3)力矩平衡法

第二章 直線運動

平均速度: V平=S/t

加速度:a=(Vt-Vo)/t

末速度公式: Vt=Vo+at

位移公式: S= V平t=Vot + at2/2=Vt/2t

有用推論: Vt2 -Vo2=2as

實驗用推論: ΔS=aT2

1. 機械運動:物體相對於其他物體位置的變化。

2. 參考系:在描述一個物體運動時選來作為標準的另外物體。選不同的物體來觀察同一個運動,觀察的結果會有不同。

3. 質點:在物體的大小和形狀在所研究的問題中可以不予考慮的時候,用一個有質量的點來代替整個物體。用來代替物體的有質量的點叫質點。

4. 軌跡:運動質點所通過的路線。

5. 直線運動:運動軌跡是直線的運動。

6. 曲線運動:運動軌跡是曲線的運動。

7. 時間和時刻認識:4秒初與4秒末的區別;4秒末與第5秒初的關系;第4秒內,前4 秒內的區別。

8. 時間的單位:秒 分 時。測量工具:鍾、表、打點計時器等。

9. 位移:用以表示物體位置的變動,是矢量。是質點從初位置指向末位置的有向線段。用字母 S表示。

10. 路程:是質點運動軌跡的長短,是標量。

11. 勻速直線運動:物體在一條線上運動,如果在相等的時間內位移相等,這種運動就叫作勻速直線運動。

12. 位移---時間圖象:縱軸表示位移S ,橫軸表示時間 t 的圖象(s---t圖象)。

13. 變速直線運動:物體在一條線上運動,如果在相等的時間內位移不相等,這種運動就叫作變速直線運動。

14. 速度:是表示物體運動快慢的物理量,它等於位移S與發生這段位移所用的時間的比值。是矢量。

15. 速度單位及其換算: m/s Km/h 等 1m/s=3.6Km/h 。

16. 平均速度:是矢量。定義式 V平=S/t 。計算時必須指明是哪段時間內的平均速度。

17. 瞬時速度:運動物體經過某一時刻或某一位置的速度。其方向是物體經過某一時刻或某一位置的運動方向。測量 用速度計。

18. 瞬時速率:瞬時速度的大小,簡稱速率。

19. 速度—時間圖象:縱軸表示速度,橫軸表示時間(v--t圖)。圖線下面的「面積」表示的是位移。

20. 勻變速直線運動:在變速直線運動中,如果在相等的時間內速度的改變相等,這種運動就叫作勻變速直線運動。可分為勻加速直線運動和勻減速直線運動。

21. 勻加速直線運動:速度隨時間均勻增加的運動。

22. 勻減速直線運動:速度隨時間均勻減小的運動。

23. 加速度:是表示速度改變快慢的物理量,它等於速度的改變跟發生這一改變所用時間的比值,加速度的大小在數值上等於單位時間內速度的改變。

24. 加速度定義式子:a=(Vt-Vo)/t

25. 加速度方向:加速度不但有大小,而且有方向,是矢量,加速度的方向與速度改變數Δv的方向相同.

26. 在變速直線運動中,速度的方向始終在一條直線上,取初速度v0的方向為正方向.(1)若vt>v0,速度增大,a為正值,表示a的方向與v0的方向相同;(2)若vt<v0,速度減少,a為負值,表示a的方向與v0的方向相反.

27. 加速度單位: m/s2

28. 勻變速直線運動:是加速度不變的的運動。物體在任何相等的時間內速度變化都相同即速度變化是均勻的。

29. 速度與加速度關系:物體速度大,加速度不一定大;物體速度為零,加速度不不一定為零。

30. 根據加速度對運動的分類: 根據加速度是否為零,分勻速、變速。在變速中,根據加速度是否為常數分為勻變速、變加速。在勻變速中,根據加速度方向是否與速度方向一致分為勻加速、勻減速。

31. 末速度公式: Vt=Vo+at 注意公式意義

32. 位移公式: S= V平t=Vot + at2/2=Vt/2t 注意公式意義

33. 有用推論: Vt2 -Vo2=2as

34. 中間時刻速度公式: Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2

35. 中間位置速度公式: Vs/2=[(Vo2 +Vt2)/2]1/2

36. 實驗用推論: ΔS=aT2 ΔS為相鄰連續相等時間(T)內位移之差

37. 實驗數據處理:逐差法、大逐差法。

38. 自由落體運動:物體只在重力的作用下從靜止開始下落的運動。是初速度為零的勻加速直線運動。遵循勻變速度直線運動規律。

39. 重力加速度: g=9.8≈10m/s2 在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下。

40. 自由落體運動末速度:Vt=gt

41. 自由落體運動下落高度:h=gt2/2(從Vo位置向下計算)

42. 自由落體運動推論:Vt2=2gh

43. 豎直上拋運動位移:S=Vot- gt2/2

44. 末速度:Vt= Vo- gt (g=9.8≈10m/s2 )

45. 有用推論:Vt2 -Vo2=-2gS

46. 上升最大高度:Hm=Vo2/2g (拋出點算起)

47. 往返時間:t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時間)

48. 豎直上拋特點:上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。

49. 豎直上拋過程處理: (1)全過程處理 看作勻減速直線運動,以向上為正方向,加速度取負值。(2)分段處理 看作向上為勻減速運動,向下為自由落體運動。

50. 補充1:追趕問題中,兩物等速,是能否相撞、追到、相距極值(極大、極小)的臨界條件。

51. 補充2:直線運動公式中的物理量,計算時,可以將所有的物理量同時以地面作為參照取值,也可以將所有的物理量同時以任何一個勻速運動或加速運動的物體作為參照取值。

52. 補充3:對一個勻減速直線運動的問題可以轉化為一個勻加速直線運動的問題計算。

補充4:運動量A相對於C = A相對於B + B相對於C.

❹ 初二物理什麼叫物質結構

據所學的知識可知,物理的基本任務是:探索物質世界的組成、物質的相互作用和物質的運動規律;故答案為:物質的相互作用;物質的運動規律;

❺ 電的物理結構是什麼樣子的

我小時候也有這個疑問,以為電是一種物質,存儲在電池和牆上的插座上。就像汽油存在油箱里那樣,汽車一使用它就可以動起來。

實際上,電不是一種物質,也就沒有物理結構一說。電器工作不是因為它「使用」了插座里的電,而是因為有電流流過電器。插座有兩個孔,你可以理解為一個流入一個流出,只要有電流流過,電氣就可以工作了。而插座和電池的作用就是提供這個電流。

電流,類似水流,但流動的物質是電荷,就像二樓說的那樣。

平時說的觸電,也不是我們觸摸到了電這種物質,而是指我們碰到室內電線等物體時我們身體內有電流流過,較大的電流流過人體,就有生命危險了。

..............這也差太多了吧。。。。。。
貌似,電子。。。目前認為不可分吧,不知道其內部結構是什麼,不過有電子自旋的概念,量子力學裡面的。

❻ 什麼叫數據的物理結構和邏輯結構

邏輯結構就是邏輯上看的結構,就是用數學模型去描述的,一般分為集合、線性、樹形、圖形四種
物理結構又稱為存儲結構,指的是在存儲器中存放的方式,一般也分為順序、鏈式(也叫鏈接)、索引、散列(也叫哈希)四類

❼ 物理 物質的結構與物體的尺度

從哲學上而言,物質是不依賴於人的意識,並能為人意識所反映的客觀實在。在物理中,物質與物體應當嚴格區分,但考試不會考。物質是一大類物體的總稱,是高度概括的;而物體,則是具體的事物,看得見,摸得著,聞得到,聽得見等等。既然鳥獸是物質,那人當然也是物質。將物質當成原材料是以偏概全。

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